航行船舶安全会遇距离

发布 2022-08-29 09:29:28 阅读 6562

【摘要】 为更好地保障船舶航行安全,在考虑各种影响因素的基础上,通过运用数理统计理论,研究航行船舶安全会遇距离的分布规律,得到航行船舶安全间距与船型尺度的数学表达式。结论表明:航行船舶尺度越大,船舶所需要的安全会遇距离也越大,两者成二次方关系。

【关键词】 船舶尺度;船吸效应;安全会遇距离

船舶在会遇时,由于存在兴波,二者之间会产生船吸效应。[1] 船速越大,船间距离越短,航行船舶之间的这种船吸效应越强烈。[2] 船吸效应是海上交通事故的重要诱因之一。

相关资料统计表明,95%的海上交通事故是发生在船舶相遇中的。因此,有必要研究保障船舶相遇安全的条件,解决相遇船舶正横距离问题。关于船舶相遇正横距离,国内外专家从水力学角度进行了大量的研究,也得出了一些重要结论。

他们认为,相遇船舶船吸效应的大小与船速的二次方成正比,与距离成反比。因此,相遇船舶之间应保持足够的距离,以避免船吸效应而引发海上交通事故。虽然相关专家对船间距离研究较多,但这些研究往往仅停留在定性分析层面,关于船间合理间距的定量结论[3],到目前为止尚未出现。

此外,船舶航行安全受到多种因素制约,相遇船舶的安全间距不仅受到兴波的影响,同时还受到风浪、通航密度等其他因素的影响,单从水力学角度**相遇船舶之间的合理间距,还不能完全满足通航安全的需要。因此,有必要综合考虑各种影响因素,全面研究相遇船舶的合理间距。本文针对船间间距研究不足之处,在综合考虑各种影响因素的基础上,通过运用数理统计知识,探索相遇船舶之间的合理间距。

1 航行船舶合理间距的数理理论分析

x1和x2是正态分布的随机变量,且x1与x2二者无关联,因为一艘船偏离航道轴线与另一艘船偏离航道轴线无关。由图1可以看出:

z=z0-(x1 + x2)(1)

式中:z0是会遇船舶应保持的安全间距;z是会遇船舶的间距。

由式(1)可以看出:若z>0,即x1 + x2z0,则碰撞危险存在。令zu=z0-z=x1 + x2,则x1的正态分布函数f (x1)和x2的正态分布函数f (x2)的综合表达式为

g(zu)=(2)

将a=,b=,c=代入式(2)得

g(zu)=(3)

由于 =(4)

联合式(3)、式(4)可得

g(zu)= 5)

由式(5)可得

式(6)表明,相遇船舶的横间距分布规律服从正态分布。因此,船舶相遇发生碰撞的概率可表示如下:

p=1-(7)

假定=v,则式(7)可以变形为

p=1-( 8)

引入拉普拉斯参数=?%o()。由于 =0.5,最终可得

?%o()=0.5-p(9)

从式(9)可以看出,如果在航道设计时预先给出小值概率p,则可求出相应的z0。

2 实例应用

如果在设计航道时,设定船舶碰撞的危险态势出现的概率p控制在0.005,则由式(9)可得

?%o()=0.5-0.005=0.495(10)

根据(9)可求解得到

z0=2.58 =2.58(11)

考虑到船舶上、下水航行准确性差异不大,在此情况下,可令=。因此,由式(11)可得

z0=3.616 (12)

航行船舶安全会遇距离

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